JPH09224993A - マッサージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施療子４を往復駆動機構２に連繋して、施療
子４による揉み動作を繰り返すマッサージ装置におい
て、被施療者に特別な器具を装着することなく、揉みパ
ターンパラメータを自動的に最適設定する。 【解決手段】 施療子４による押圧力を検出するための
力センサー９と、施療子４の変位量を検出するためのポ
テンショメータ８と、両センサー９及び８の検出信号に
基づいて往復駆動機構２を駆動する駆動回路10とから構
成される。駆動回路10は、揉み動作に伴って検出された
施療子４の押圧力と変位量の関係から、揉み動作毎に被
施療部のバネ定数を測定し、測定されたバネ定数に応じ
て、次の揉み動作における複数の揉みパターンパラメー
タを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、往復駆動機構に連
繋した施療子によって人体にマッサージを施すマッサー
ジ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、椅子の背もたれにマッサージ
機構を組み込んで、椅子に座った被施療者の背中等にマ
ッサージを施す装置が普及している。例えば図８に示す
マッサージ装置は、椅子のフレーム(１)に、往復駆動機
構(20)を介してアーム(３)を突設し、該アーム(３)の先
端部に施療子(４)を取り付けたものである。往復駆動機
構(20)は駆動源としてモータを具え、例えば該モータを
正逆に回転させることによってアーム(３)を揺動させ、
施療子(４)によって被施療者(５)にマッサージを施すの
である。

【０００３】この様なマッサージ装置において、施療子
(４)が被施療者(５)の被施療部に与えるマッサージの強
さは、揉み動作に伴って施療子(４)が往復移動する際の
振幅(押圧力)や周期(押圧時間)によって調整することが
可能であり、従来は手動によってこの様なパラメータの
調整が行なわれていた。しかし、パラメータの手動調整
は煩わしく、不便である問題があった。そこで、被施療
者の脳波を測定し、その測定結果から被施療者のリラッ
クス度を判定して、リラックス度に応じてパラメータ
(押圧力や押圧時間)を自動設定するマッサージ装置が提
案されている(特開平5-300926号〔A61H7/00〕)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記マ
ッサージ装置は脳波測定器を装備する必要があるため、
装置全体の構成が複雑となるばかりでなく、被施療者に
脳波測定用の電極を装着せねばならず、被施療者に不快
感を与える問題があった。本発明の目的は、被施療者に
特別な器具を装着することなく、最適なパラメータが自
動設定される簡易な構成のマッサージ装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、マッサージによ
って被施療者の被施療部が揉みほぐされる過程で、該被
施療部を弾性体と仮定した場合のバネ定数が徐々に小さ
くなることに着目して、パラメータ(被施療部に対する
施療子の押圧力パターンの振幅及び周期)の自動設定を
行なうものである。

【０００６】本発明に係るマッサージ装置は、施療子の
被施療者に対する押圧力を検出するための力センサー
と、施療子の変位量を検出するための変位センサーと、
力センサー及び変位センサーの検出信号に基づいて往復
駆動機構の動作を制御する制御回路とから構成される。
制御回路は、揉み動作に伴って検出された施療子の押圧
力と変位量の関係から、揉み動作毎に被施療者の被施療
部のバネ定数を測定するバネ定数測定手段と、測定され
たバネ定数に応じて、次の揉み動作を規定するための１
或いは複数のパラメータを決定するパラメータ決定手段
と、決定されたパラメータに基づいて、往復駆動機構に
対する制御信号を作成する駆動制御手段とを具えてい
る。

【０００７】上記マッサージ装置においては、実際の揉
み動作を行なう過程で、施療子が被施療部に与える最大
押圧力が力センサーによって検出されると共に、施療子
の最大変位量が変位センサーによって検出される。従っ
て、検出された最大押圧力を最大変位量で除算すれば、
被施療部のバネ定数が得られることになる。

【０００８】そこで、次の揉み動作においては、前回の
揉み動作で得られたバネ定数の大小に応じて、前回の揉
み動作におけるパラメータに変更を加えて、被施療部の
こり具合に応じた適切なパラメータによる揉み動作を行
なう。

【０００９】例えば、パラメータとして、被施療部に対
する施療子の押圧力パターンの振幅及び周期を採用した
場合、施療子は、この振幅及び周期によって規定される
正弦波の押圧力パターンを発揮する様、往復駆動され
る。ここで、バネ定数が小さくなるにつれて、押圧力パ
ターンの振幅を減少させると同時に、周期を増大させる
こととすれば、被施療部が揉みほぐされるにつれて、施
療子の動きが小さく且つ遅くなって、被施療部に与えら
れるマッサージの強さが弱められる。即ち、専門のマッ
サージ師によるマッサージにおいても、被施療部の剛性
(こり具合)を指で感知して、揉み動作の強さを調整して
おり、これと同様の揉み動作が本発明のマッサージ装置
で実現されることになる。

【００１０】尚、パラメータ決定手段に、押圧力パター
ンの振幅及び周期の初期値が設定されている構成では、
これらの値を基準として、以後の押圧力パターンの振幅
及び周期が変更される。

【００１１】又、バネ定数が所定の閾値を下回ったと
き、押圧力を０に設定する構成を採用すれば、被施療部
が充分に揉みほぐされた時点で、施療子による揉み動作
を停止することが出来る。或いは、バネ定数が所定の閾
値を下回ったとき、施療子の動作モードを切り換えるた
めのパラメータを設定すれば、動作モードを例えば指圧
モードから叩きモードに切り換えることが出来る。

【００１２】

【発明の効果】本発明に係るマッサージ装置によれば、
被施療者に電極などの特別な器具を装着することなく、
被施療部のこり具合に応じた最適なパラメータが自動的
に設定されるので、装置構成が簡易となるばかりでな
く、専門のマッサージ師によるマッサージ効果と同等の
高いマッサージ効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。図１は、本発明の
マッサージ装置の構成を表わしており、例えば椅子の背
もたれのフレーム等に突設された支持部材(６)(６)に
は、ＤＣモータ(７)を動力源とする往復駆動機構(２)が
取り付けられており、ＤＣモータ(７)の出力軸は、減速
機構(図示省略)を介してアーム(３)の基端部に連結され
ている。該アーム(３)の先端部には、施療子(４)が取り
付けられている。従って、ＤＣモータ(７)を正逆に回転
させることによって、アーム(３)が揺動して、施療子
(４)が往復移動することになる。

【００１４】往復駆動機構(２)には、アーム(３)の回転
角度(アーム角度)を検出するためのポテンショメータ
(８)が取り付けられている。又、アーム(３)には、施療
子(４)が被施療部に与える押圧力を測定するための力セ
ンサー(９)が取り付けれている。尚、力センサー(９)と
しては、例えば歪ゲージを採用することが出来る。又、
施療子(４)に感圧センサーを配備して、被施療部との接
触面全域に亘って接触圧力を積分することにより、押圧
力を測定することも可能である。

【００１５】ポテンショメータ(８)及び力センサー(９)
の出力信号は駆動回路(10)へ供給され、該駆動回路(10)
によってＤＣモータ(７)が駆動される。駆動回路(10)
は、後述の動作を実行するマイクロコンピュータ(11)を
具え、ポテンショメータ(８)及び力センサー(９)の出力
信号は夫々Ａ／Ｄ変換器(13)(12)を経てデジタル信号に
変換された後、マイクロコンピュータ(11)へ入力され
る。

【００１６】これに応じてマイクロコンピュータ(11)は
ＤＣモータ(７)を駆動するためのトルク指令となる力制
御操作量ｕ(ｔ)を算出する。該操作量はＤ／Ａ変換器(1
4)を経てアナログ信号に変換された後、モータアンプ(1
5)へ入力され、ＤＣモータ(７)に対する駆動電流が作成
される。ＤＣモータ(７)は駆動電流の供給を受けて、該
駆動電流に比例した回転トルクを発生する。

【００１７】図２乃至図６は、マイクロコンピュータ(1
1)が実行する揉み動作制御手続きを表わしている。先
ず、図２によって制御手続きの大まかな流れを説明した
後、図３乃至図６によって詳細な制御手続きを説明す
る。

【００１８】図２のステップＳ１にて、施療子による押
圧力パターンを規定する為に必要な各種パラメータ(後
述)を初期設定した後、ステップＳ２にて、施療子を施
療部に移動させる。ここで、施療子の移動は例えば手動
操作で行なうことが出来る。

【００１９】次にステップＳ３にて、揉み動作を１サイ
クル実行すると同時に、被施療部のバネ定数を測定す
る。そして、ステップＳ４では、ステップＳ３にて測定
したバネ定数に基づいて、必要なパラメータを変更し、
次回の押圧力パターンを規定する。その後、ステップＳ
５にて揉み動作の停止が指令されたか否かを判断した
後、ＮＯのときはステップＳ３へ戻って、揉み動作及び
パラメータ変更を繰り返すのである。

【００２０】上記の揉みパターンパラメータ初期設定
(ステップＳ１)においては、図３に示す様に、アーム角
度の最大値θmaxを０、アーム角度の最小値θminをπ／
２、タイマーtstart及び内部クロックTimeを０、押圧力
パターンを正弦波で規定する場合の周期Ｔ及び振幅Ａを
夫々初期値Ｔ０及びＡ０、揉み動作の第１サイクルを表
わすフラグFirstをＹＥＳに設定する。

【００２１】ステップＳ３の揉み動作１サイクル実行及
び被施療部のバネ定数測定では、先ず図４のステップＳ
３１にて、タイマーtnowを内部クロックTimeの値に設定
した後、ステップＳ３２で、(tnow−tstart)の値が所定
の演算周期δt(例えば数msec)よりも大きいか否かを判
断し、ＮＯの場合はステップＳ３１及びＳ３２を繰り返
す。その後、ステップＳ３２にてＹＥＳと判断されたと
きは、ステップＳ３３に移行して、タイマーtstartの値
をタイマーtnowの値に設定した後、ステップＳ３４に
て、前記Ｄ／Ａ変換器(14)へ供給すべき力制御操作量ｕ
(ｔ)を算出する。該演算処理の内容については後述す
る。

【００２２】続いてステップＳ３５にて、アーム角度の
現在値θnowがその最大値θmaxよりも大きいか否かを判
断し、ＹＥＳの場合はステップＳ３６及びＳ３７にて、
アーム角度及び押圧力の現在値θnow、Fnowを夫々の最
大値θmax、Fmaxに設定する。ＮＯの場合は更にステッ
プＳ３８にて、アーム角度の現在値θnowがその最小値
θminよりも小さいか否かを判断し、ＹＥＳの場合はス
テップＳ３９及びＳ４０にて、アーム角度及び押圧力の
現在値θnow、Fnowを夫々の最小値θmin、Fminに設定す
る。

【００２３】ステップＳ３８にてＮＯと判断されたとき
は、ステップＳ４１にてタイマーtnowと周期Ｔが等しい
か否かを判断し、ＮＯの場合はステップＳ３１に戻る。
斯くして、ステップＳ３３〜Ｓ４１の手続きが前記所定
の演算周期δｔで繰り返されることになる。その後、ス
テップＳ４１でＹＥＳと判断されたときは、ステップＳ
４２に移行して、下記数１によって被施療部のバネ定数
Ｋｓを算出する。

【００２４】

【数１】Ｋｓ＝(Fmax−Fmin)／(θmax−θmin) 次にステップＳ４３及びＳ４４にて、アーム角度の最大
値及び最小値を夫々０及びπ／２に設定した後、図２の
ステップＳ４に移行する。

【００２５】力制御操作量演算(図４のステップＳ３４)
においては、先ず図５のステップＳ５１にて押圧力パタ
ーンを規定する所定の関数FF(ｔ)を押圧力の目標値Fref
として設定する。関数FF(ｔ)は例えば下記数２の正弦波
によって表わすことが出来る。

【００２６】

【数２】FF(ｔ)＝Ａ×｛１−ｃｏｓ(２π／Ｔ×ｔ)｝ 続いてステップＳ５２にて押圧力の現在値Fnowを検出し
た後、ステップＳ５３にて下記数３によって力偏差Ferr
を算出する。

【００２７】

【数３】Ferr＝Fref−Fnow その後、ステップＳ５４では、力偏差Ferrに周知のＰＩ
Ｄ制御演算を施して、力制御量ｕ(ｔ)を算出し、ステッ
プＳ５５にて力制御量ｕ(ｔ)をモータへ出力する。これ
によって、力偏差Ferrを０に近づける様、フィードバッ
ク制御が行なわれる。

【００２８】揉みパターンパラメータ変更(図２のステ
ップＳ４)においては、先ず図６のステップＳ６１に
て、フラグFirstがＹＥＳであるか否かを判断し、ＹＥ
Ｓの場合はステップＳ６２にて、算出されたバネ定数Ｋ
ｓを施療開始時の被施療部のバネ定数Ｋｓ０として設定
し、更にステップＳ６３にてフラグFirstをＮＯに設定
する。ステップＳ６１にてＮＯと判断されたときはステ
ップＳ６４に移行して、下記数４によって周期Ｔを算出
する。

【００２９】

【数４】Ｔ＝Ｔ０×ＦＴ(Ｋｓ／Ｋｓ０) ここで、関数ＦＴ(Ｋｓ／Ｋｓ０)は例えば下記数５によ
って定義することが出来る。これによって、被施療部の
バネ定数が小さくなるにつれて、大きな周期Ｔが設定さ
れることになる。

【数５】ＦＴ(ｘ)＝１／ｘ³

【００３０】更にステップＳ６５では、下記数６によっ
て振幅Ａを算出する。

【数６】Ａ＝Ａ０×ＦＡ(Ｋｓ／Ｋｓ０) ここで、関数ＦＡ(Ｋｓ／Ｋｓ０)は例えば下記数７によ
って定義することが出来る。これによって、被施療部の
バネ定数の低下率が０.８よりも大きいときは、バネ定
数が小さくなるにつれて、小さな振幅Ａが設定されるこ
とになる。又、被施療部のバネ定数の低下率が０.８以
下では、振幅Ａが０に設定され、揉み動作が停止される
ことになる。

【数７】 ｘ＞０.８： ＦＡ(ｘ)＝ｘ² ｘ≦０.８： ＦＡ(ｘ)＝０

【００３１】上述の手続きによれば、第１回目及び第２
回目の揉み動作においては、図７(ａ)に示す如く周期Ｔ
及び振幅(Fmax−Fmin)の正弦波で押圧力が変化すると共
に、同図(ｂ)に示す如く周期Ｔ及び振幅(θmax−θmin)
の正弦波でアーム角度が変化する。そして、この第１回
目及び第２回目の揉み動作の過程で、同図(ｃ)の如くバ
ネ定数Ｋｓ０及びＫｓ１が算出される。その後、第３回
目の揉み動作においては、第１回目及び第２回目の揉み
動作に伴って算出されたバネ定数の低下率(Ｋｓ１／Ｋ
ｓ０)の値に応じて、押圧力パターンの振幅及び周期が
変更される。同様に、第４回目以降の揉み動作において
も、第１回目の揉み動作に伴って算出されたバネ定数Ｋ
ｓ０を基準とするバネ定数の低下率に応じて、押圧力パ
ターンの振幅及び周期が変更されることになる。

【００３２】一般に揉み動作の繰り返しによって被施療
部は次第に揉みほぐされて、図７(ｃ)の如くバネ定数は
徐々に小さくなるので、これに伴って、同図(ａ)の如く
押圧力の振幅は徐々に小さくなると共に、周期は徐々に
長くなる。従って、被施療者には、被施療部のこり具合
に応じて、当初は大きな押圧力と早い繰返し周期によっ
て効果的なマッサージが施され、その後は、比較的小さ
な押圧力と長い繰返し周期によって心地良いマッサージ
が施されることになる。この結果、専門のマッサージ師
によるマッサージと同等の高いマッサージ効果が得られ
る。

【００３３】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。例えば、揉み動作としては、指
圧や捻り、或いはそれらの組合せなど、種々の動作を対
象とすることが出来る。押圧力パターンを規定し、或い
は振幅及び周期をバネ定数に応じて変更する方式には、
上記の数２や数４乃至数７に限らず、周知の種々の関数
を採用することが出来る。更に、バネ定数が所定の閾値
よりも小さくなったときは、揉み動作を停止する方式に
限らず、例えば指圧モードから叩きモードへのモード切
換えを行なう制御方式を採用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマッサージ装置の構成を示す図で
ある。

【図２】揉み動作制御手続きの全体を表わすフローチャ
ートである。

【図３】揉みパターンパラメータ初期設定手続きのフロ
ーチャートである。

【図４】揉み動作１サイクル実行及び被施療部のバネ定
数測定手続きのフローチャートである。

【図５】力制御操作量演算手続きのフローチャートであ
る。

【図６】揉みパターンパラメータ変更手続きのフローチ
ャートである。

【図７】揉みパターンにおける押圧力、アーム角度、及
びバネ定数の変化を表わす図である。

【図８】従来のマッサージ装置の概略構成を示す側面図
である。

【符号の説明】

(１) フレーム (２) 往復駆動機構 (３) アーム (４) 施療子 (５) 被施療者 (６) 支持部材 (７) ＤＣモータ (８) ポテンショメータ (９) 力センサ (10) 駆動回路 (11) マイクロコンピュータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体の一部を押圧すべき施療子を往復駆
   動機構に連繋して、施療子による揉み動作を繰り返すマ
   ッサージ装置において、施療子の人体に対する押圧力を
   検出するための力センサーと、施療子の変位量を検出す
   るための変位センサーと、力センサー及び変位センサー
   の検出信号に基づいて往復駆動機構の動作を制御する制
   御回路とから構成され、制御回路は、 揉み動作に伴って検出された施療子の押圧力と変位量の
   関係から、揉み動作毎に人体の被施療部のバネ定数を測
   定するバネ定数測定手段と、 測定されたバネ定数に応じて、次の揉み動作を規定する
   ための１或いは複数のパラメータを決定するパラメータ
   決定手段と、 決定されたパラメータに基づいて、往復駆動機構に対す
   る制御信号を作成する駆動制御手段とを具えたことを特
   徴とするマッサージ装置。
2. 【請求項２】 パラメータ決定手段は、被施療部に対す
   る施療子の押圧力パターンの振幅及び周期をパラメータ
   として決定する請求項１に記載のマッサージ装置。
3. 【請求項３】 パラメータ決定手段は、バネ定数が小さ
   くなるにつれて、押圧力パターンの振幅を減少させると
   同時に、周期を増大させる請求項２に記載のマッサージ
   装置。
4. 【請求項４】 パラメータ決定手段には、押圧力パター
   ンの振幅と周期の初期値が設定されている請求項２又は
   請求項３に記載のマッサージ装置。
5. 【請求項５】 パラメータ決定手段は、バネ定数が所定
   の閾値を下回ったとき、施療子による押圧力を０に設定
   する請求項１乃至請求項４の何れかに記載のマッサージ
   装置。
6. 【請求項６】 パラメータ決定手段は、バネ定数が所定
   の閾値を下回ったとき、施療子の動作モードを切り換え
   るためのパラメータを設定する請求項１乃至請求項４の
   何れかに記載のマッサージ装置。